Karasi se je naučil fermentirati sladkor v alkohol!
Karasi se je naučil fermentirati sladkor v alkohol.
Pomaga jim preživeti pomanjkanje kisika.!
Znanstveniki z univerze v Oslu so ugotovili, katere molekularne prilagoditve omogočajo zlati ribici in njihovim bližnjim sorodnikom dolgo časa brez kisika. Izkazalo se je, da so zaradi podvojitve genoma kraškega križa na voljo dodatne kopije encimov oksidativnega metabolizma glukoze, ki so jih spremenili v encime alkoholne fermentacije. Namesto da bi glukozo oksidirali do ogljikovega dioksida s sodelovanjem kisika, so se križarji naučili pretvoriti v alkohol na podoben način kot kvas. Članek objavljen v znanstvenih poročilih.
Velika večina vretenčarjev že dolgo ne more brez kisika, vendar so kraški krapi (ribe iz rodu Carassius) znani po zmožnosti, da v takšnih pogojih ohranjajo vitalno dejavnost ure in ure celo mesece. V iskanju razlage tega pojava so znanstveniki ugotovili, da križniki in njihovi sorodniki, zlate ribice, v telesu naberejo precej veliko etilnega alkohola..
Etanol je produkt oksidacije glukoze brez kisika, procesa, znanega kot alkoholno vrenje. V prvi fazi se glukoza v reakcijah glikolize razgradi na dve molekuli piruvata s tvorbo majhne količine energije v obliki ATP. Nato encim piruvat dekarboksilaza pretvori piruvat v acetaldehid, ki se s sodelovanjem alkohol dehidrogenaze pretvori v etanol.
Na ta način dobimo energijo kvasovk, praktično brez uporabe mitohondrij in reakcij oksidacije piruvata, ki potekajo v njih, kot je oksidativna fosforilacija. Prav ta postopek zahteva prisotnost kisika. Omogoča vam oksidacijo molekule glukoze z največjim izkoristkom ATP. V tem primeru je treba piruvat odstraniti z encimom piruvat dehidrogenazo..
Velika večina vretenčarjev uporablja oksidativno fosforilacijo za ustvarjanje energije. Če v tkivih ni dovolj kisika, se oksidacija glukoze ustavi pri glikolizi in nastali piruvat se spremeni v mlečno kislino. Vendar pa je v visokih koncentracijah dovolj strupen za tkiva, zato ne moremo neskončno oksidirati glukoze brez kisika.
Norveški znanstveniki so ugotovili, da križniki v odsotnosti kisika namesto pretvorbe piruvata v laktat pretvorijo v etanol z alkoholnimi reakcijami fermentacije. To dejstvo je presenetljivo, saj zahteva piruvat dekarboksilazo, ki je vretenčarji nimajo. Pri krških krapih se zdi, da ima dodatna oblika piruvat dehidrogenaze podobno aktivnost. Pred osmimi milijoni let so predniki sodobnih križarjev in krapov doživeli podvojitev genoma, zaradi česar so pridobili dodatne kopije encimov.
Avtorja sta raziskala spremembo izražanja genov, ki kodirajo različne različice podenot kompleksa piruvat dehidrogenaze, pri čemer je vsebnost kraškega krapa v akvariju brez kisika. Izkazalo se je, da se je v križarjih, ki jim ni bilo dovoljeno dihati, vsebnost mRNA v "dodatnih" oblikah encima v mišicah povečala za en ali dva reda velikosti v primerjavi z drugimi organi. Obenem daljni sorodniki kraških krapov - krapov niso opazili takšnega povečanja (opozoriti je treba, da lahko krapi tudi brez kisika delajo kar nekaj časa, čeprav so daleč od kraških krapov).
Izražanje izoform penovske dehidrogenaze v enotah krapov, zlatih rib in križcev. E1a3 - izoforma, ki sodeluje pri fermentaciji
Znanstveniki so zaključili, da so dodatne izoforme encima, ki pri vseh drugih vretenčarjih, vključno z ribami, delujejo kot piruvat dehidrogenaza, pridobile sposobnost Carassiusa, da pretvori piruvat v acetaldehid. Za dokončanje fermentacijske reakcije pa je potrebna tudi alkohol dehidrogenaza. V križanskem genomu so raziskovalci našli tri različice ustreznega gena, ki so se očitno pojavili tudi kot posledica podvajanja. Ena od teh variant se je res izražala v mišicah rib..
Na videz nastali ribji alkohol se preprosto izloči skozi škrge. Vendar pa se v tkivih še vedno kopiči precejšnja količina, zaradi česar so kraški krapi in zlate ribice privlačen predmet za preučevanje mehanizmov tolerance etanola. Velika zaloga glikogena v jetrih ribama omogoča, da precej dolgo ohranjajo minimalno raven vitalne aktivnosti..
Tako so v času evolucije križarji in zlate ribe pridobili edino sposobnost vretenčarjev, da z tvorbo alkohola uporabljajo glukozo in tako brez oksidativne fosforilacije, torej brez kisika. To je kraškemu krapu omogočilo, da naseli ekološke niše, ki niso primerne za druge vrste, na primer majhne ribnike, ki pozimi popolnoma zmrznejo, poleti pa zarastejo.
Pred kratkim so znanstveniki ugotovili, da so gole podgane podgane tudi nekaj časa sposobne brez kisika. Pri tem jim je pomagala značilnost presnove, značilna za rastline..
Video zgodba o zlatih ribicah in krapih
